Recherche Avancée

Thèse soutenue

Modélisation thermodynamique du système (Al, Cu, Fe, In, Pb, Sn, Zn)

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Auteur / Autrice : Nicolas David
Direction : Michel Vilasi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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La modélisation thermodynamique du système (Al, Cu, Fe, In, Pb, Sn, Zn) permet la prévision du partage des éléments minoritaires entre les deux liquides issus de la démixtion du liquide (Pb, Zn) ainsi que dans les mattes intermétalliques cuivreuses ou ferro-alumineuses pouvant précipiter. La modélisation est basée uniquement sur une caractérisation des sous-systèmes binaires et ternaires engendrés par le système heptnaire. Les outils nécessaires à la modélisation tels que le logiciel Thermo-Calc, les formalismes mathématiques utilisés ainsi que les techniques expérimentales de potentiométrie et calorimétrie sont présentés. Un modèle original a été développé pour obtenir des estimations de grandeurs thermodynamiques des liquides ternaires à partir des informations binaires. Le résultat de la confrontation avec l'expérience des différents modèles proposés dans la littérature montre un avantage de cette nouvelle méthode dans le cas des systèmes dissymétriques. Dans l'étude des systèmes binaires, une réoptimisation a été réalisée pour les systèmes (Cu, Zn) et (Fe, Zn) permettant d'améliorer leurs descriptions des alliages riches en zinc. Concernant les systèmes ternaires, l'effort a été porté sur la description des phases liquides. La précipitation des intermétalliques ferro-alumineux a été rendue possible par une modélisation de la coupe isotherme à 450 ʿC du système (Al, Fe, Zn). Le premier essai de validation de la banque sur le système quinaire (Cu, In, Pb, Sn, Zn) a induit une modification du terme entropique des coefficients ternaires du liquide (Pb, Sn, Zn). L'essai de validation réalisé sur le système heptnaire a montré une bonne restitution des observations expérimentales concernant le partage des différents éléments entre les mattes et les deux liquides. Pour des raisons de confidentialité, cette dernière partie est distincte du corpus.